學習kubernetes有一段時間了，好記性不如爛筆頭，如果不把學習到的這些知識系統(tǒng)總結歸納，最后隨著時間推移，又忘得干干凈凈。于是，2018年給自己定個小目標就是，每學習一門新技術就記錄下來，給自己做個筆記，也可以分享給其他有共同愛好的人。
一、什么是kubernetes
網(wǎng)上介紹架構的文章很多，大多數(shù)也是從官網(wǎng)翻譯過來。這里我把一些基礎概念和架構列在這里，一看到就知道怎么回事了，不用再去一遍一遍的google。
Kubernetes是Google開源的容器集群管理系統(tǒng)，在此由衷的感謝我心目中最崇拜的公司Google。為啥叫k8s，因為kubernetes的k和最后一個s之間有8個字母，所以簡寫k8s。
k8s是一種容器編排技術。一般大家接觸的k8s基于docker容器，其實Kubernetes不僅僅支持Docker，還支持Rocket，這是另一種容器技術。
使用Kubernetes的好處是什么呢？
--自動化容器的部署和復制
--隨時擴展或收縮容器規(guī)模
--將容器組織成組，并且提供容器間的負載均衡
--很容易地升級應用程序容器的新版本
--提供容器彈性，如果容器失效就替換它，等等.
二、k8s架構原理
Kubernetes中的大部分概念Node、Pod、Replication Controller、Service等都可以看作一種“資源對象”，幾乎所有的資源對象都可以通過kubectl工具（API調用）執(zhí)行增、刪、改、查等操作并將其保存在etcd中持久化存儲。從這個角度來看，kubernetes其實是一個高度自動化的資源控制系統(tǒng)，通過跟蹤對比etcd庫里保存的“資源期望狀態(tài)”與當前環(huán)境中的“實際資源狀態(tài)”的差異來實現(xiàn)自動控制和自動糾錯的高級功能。
Pod
Pod是在K8s集群中運行部署應用或服務的最小單元，它是可以支持多容器的。Pod的設計理念是支持多個容器在一個Pod中共享網(wǎng)絡地址和文件系統(tǒng)，可以通過進程間通信和文件共享這種簡單高效的方式組合完成服務。
Pod是K8s集群中所有業(yè)務類型的基礎，可以看作運行在K8s集群中的小機器人，不同類型的業(yè)務就需要不同類型的小機器人去執(zhí)行。
復制控制器（Replication Controller，RC）
RC是K8s集群中最早的保證Pod高可用的API對象。通過監(jiān)控運行中的Pod來保證集群中運行指定數(shù)目的Pod副本。指定的數(shù)目可以是多個也可以是1個；少于指定數(shù)目，RC就會啟動運行新的Pod副本；多于指定數(shù)目，RC就會殺死多余的Pod副本。即使在指定數(shù)目為1的情況下，通過RC運行Pod也比直接運行Pod更明智，因為RC也可以發(fā)揮它高可用的能力，保證永遠有1個Pod在運行。RC是K8s較早期的技術概念，只適用于長期伺服型的業(yè)務類型，比如控制小機器人提供高可用的Web服務。
副本集（Replica Set，RS）
RS是新一代RC，提供同樣的高可用能力，區(qū)別主要在于RS后來居上，能支持更多種類的匹配模式。副本集對象一般不單獨使用，而是作為Deployment的理想狀態(tài)參數(shù)使用。
部署(Deployment)
部署表示用戶對K8s集群的一次更新操作。部署是一個比RS應用模式更廣的API對象，可以是創(chuàng)建一個新的服務，更新一個新的服務，也可以是滾動升級一個服務。滾動升級一個服務，實際是創(chuàng)建一個新的RS，然后逐漸將新RS中副本數(shù)增加到理想狀態(tài)，將舊RS中的副本數(shù)減小到0的復合操作；這樣一個復合操作用一個RS是不太好描述的，所以用一個更通用的Deployment來描述。以K8s的發(fā)展方向，未來對所有長期伺服型的的業(yè)務的管理，都會通過Deployment來管理。
服務（Service）
RC、RS和Deployment只是保證了支撐服務的微服務Pod的數(shù)量，但是沒有解決如何訪問這些服務的問題。一個Pod只是一個運行服務的實例，隨時可能在一個節(jié)點上停止，在另一個節(jié)點以一個新的IP啟動一個新的Pod，因此不能以確定的IP和端口號提供服務。要穩(wěn)定地提供服務需要服務發(fā)現(xiàn)和負載均衡能力。服務發(fā)現(xiàn)完成的工作，是針對客戶端訪問的服務，找到對應的的后端服務實例。在K8s集群中，客戶端需要訪問的服務就是Service對象。每個Service會對應一個集群內部有效的虛擬IP，集群內部通過虛擬IP訪問一個服務。在K8s集群中微服務的負載均衡是由Kube-proxy實現(xiàn)的。Kube-proxy是K8s集群內部的負載均衡器。它是一個分布式代理服務器，在K8s的每個節(jié)點上都有一個；這一設計體現(xiàn)了它的伸縮性優(yōu)勢，需要訪問服務的節(jié)點越多，提供負載均衡能力的Kube-proxy就越多，高可用節(jié)點也隨之增多。
存儲卷（Volume）
K8s集群中的存儲卷跟Docker的存儲卷有些類似，只不過Docker的存儲卷作用范圍為一個容器，而K8s的存儲卷的生命周期和作用范圍是一個Pod。每個Pod中聲明的存儲卷由Pod中的所有容器共享。K8s支持非常多的存儲卷類型，特別的，支持多種公有云平臺的存儲，包括AWS，Google和Azure云；支持多種分布式存儲包括GlusterFS和Ceph；也支持較容易使用的主機本地目錄hostPath和NFS。K8s還支持使用Persistent Volume Claim即PVC這種邏輯存儲，使用這種存儲，使得存儲的使用者可以忽略后臺的實際存儲技術（例如AWS，Google或GlusterFS和Ceph），而將有關存儲實際技術的配置交給存儲管理員通過Persistent Volume來配置。
上圖是架構圖，一個k8s集群中包括master和node兩個部分。
Kubernetes Master
集群擁有一個Kubernetes Master（紫色方框）。Kubernetes Master提供集群的獨特視角，并且擁有一系列組件，比如Kubernetes API Server。API Server提供可以用來和集群交互的REST端點。master節(jié)點包括用來創(chuàng)建和復制Pod的Replication Controller。
Node
節(jié)點（上圖橘色方框）是物理或者虛擬機器，作為Kubernetes worker，通常稱為Minion。每個節(jié)點都運行如下Kubernetes關鍵組件：
Kubelet：是主節(jié)點代理。
Kube-proxy：Service使用其將鏈接路由到Pod，如上文所述。
Docker或Rocket：Kubernetes使用的容器技術來創(chuàng)建容器。
kubelet
根據(jù)上圖可知Kubelet是Kubernetes集群中每個Minion和Master API Server的連接點，Kubelet運行在每個Minion上，是Master API Server和Minion之間的橋梁，接收Master API Server分配給它的commands和work，與持久性鍵值存儲etcd、file、server和http進行交互，讀取配置信息。Kubelet的主要工作是管理Pod和容器的生命周期，其包括Docker Client、Root Directory、Pod Workers、Etcd Client、Cadvisor Client以及Health Checker組件，具體工作如下：
1) 通過Worker給Pod異步運行特定的Action。
2) 設置容器的環(huán)境變量。
3) 給容器綁定Volume。
4) 給容器綁定Port。
5) 根據(jù)指定的Pod運行一個單一容器。
6) 殺死容器。
7) 給指定的Pod創(chuàng)建network 容器。
8) 刪除Pod的所有容器。
9) 同步Pod的狀態(tài)。
10) 從Cadvisor獲取container info、 pod info、root info、machine info。
11) 檢測Pod的容器健康狀態(tài)信息。
12) 在容器中運行命令。
三、k8s安裝模塊
其中master需要安裝：
- docker
- etcd
- flannel
- kube-apiserver
- kube-scheduler
- kube-controller-manager
node需要安裝：
- docker
- flannel
- kubelet
- kube-proxy
k8s安裝方式有很多種，可以在單機或虛擬機centos、ubuntu上安裝，Mac下可以單機minikube方式安裝，也可以kubeadm用docker方式安裝。
這里有個比較詳細的kubeadm安裝介紹，我就是用這個方式在我兩臺vm centos上安裝的。
總結，雖然這些概念不去運行k8s，不去啟動各種功能的容器，你還是不太理解他們。關鍵動手去做一些實例，參考一些簡單的yaml文件，用k8s創(chuàng)建啟動各類應用，才會更深刻的理解這些基本概念。
參考：
http://dockone.io/article/932
http://www.infoq.com/cn/articles/Kubernetes-system-architecture-introduction
https://feisky.gitbooks.io/kubernetes/architecture/
http://m.itdecent.cn/p/5b0cd99e0332
